JP2009065471A - 表面実装用の水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】金属カバー側からの方向性を確実に認識して、金属カバーを確実にアース電位に接地する表面実装発振器を提供する。
【解決手段】積層セラミックからなる容器本体１内にＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、前記容器本体１の外底面には前記ＩＣチップ２と電気的に接続した外部端子５が設けられ、前記容器本体１の開口端面には前記外部端子５中のアース端子に電気的に接続した金属膜６を有し、前記金属膜６には金属カバー４が接合して少なくとも前記水晶片３を密閉封入し、前記金属カバー４側から見た形状は矩形状として中心に対して点対称とした表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体１の外側面には高さ方向に横断して形成された窪み１０を有し、前記窪み１０には前記金属膜６及び前記アース端子に電気的に接続した導通膜１１が形成された構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特に発振特性の測定及び金属カバーのアース接地を確実にした表面実装発振器に関する。

（発明の背景）
表面実装発振器は小型・軽量であることから、携帯電話で代表される携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。近年では、需要も多くますますの生産工程内での不良撲滅や、ＥＭＩ（電磁波障害）に対する確実な対応等が求められている。

（従来技術の一例）
第４図は一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は一部破断の断面図、同図（ｂ）は金属カバー及び金属リングを除く平面図、同図（ｃ）は底面図である。

表面実装発振器は容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、金属カバー４を被せて密閉封入してなる。容器本体１は積層セラミックからなり、内壁段部を有して凹状とする。容器本体１の外底面には電源、出力、アース及びＡＦＣ端子等とした表面実装用の外部端子５を有し、開口端面には金属膜６を有する。金属膜６は枠壁の角部に設けた電極貫通孔７を経て外部端子５中のアース端子に電気的に接続する。

ＩＣチップ２は少なくとも発振回路を構成する各素子（但し、水晶振動子を除く）を集積化する。そして、水晶振動子に起因した周波数温度特性を補償して安定な周波数を得る場合には、温度補償機構をも集積化する。ＩＣチップ２の一主面である回路機能面には水晶端子等を含む図示しないＩＣ端子を有し、容器本体１の内底面に設けられた回路端子にバンプ１２を用いた超音波熱圧着等によってフリップチップボンディングされる。

ＩＣ端子中の水晶端子を除く、電源、出力、アース及びＡＦＣ端子は積層面を経て、それぞれこれらに対応した外部端子５に電気的に接続する。温度補償型の場合は、温度補償データを書き込む書込端子８ａが容器本体１の外側面に設けられる。この例では、専用の書込端子８ａは２個として長辺方向の対向する外側面に設けられる。

水晶片３は両主面に図示しない励振電極を有し、一端部両側に引出電極を延出する。引出電極はそれぞれ反対面に折り返して形成される。そして、引出電極の延出した一端部両側がたとえば導電性接着剤９によって内壁段部の図示しない水晶端子に固着される。水晶端子は図示しない導電路を経てＩＣチップ２のＩＣ端子に電気的に接続する。ここでは、内壁段部の水晶端子は短辺方向の対向する外側面にも水晶検査端子８ｂとして延出する。

なお、書込端子８ａ及び水晶検査端子８ｂ及びは電気的短絡を防止するため、積層セラミックの最上位層及び最下位層を除いて形成される。そして、最上位層を除いてそれ以下の層には窪みが形成される。これらは、シート状セラミックの状態で貫通孔にＷ（タングステン）を流し込んで焼成する所謂スルーホール加工によって形成され、個々の容器本体１に分割されて形成される。

金属カバー４は容器本体１における開口端面の金属膜６に銀ロウ等によって接合された図示しない金属リングにシーム溶接等によって接合される。そして、水晶片３を密閉封入した後に、水晶振動子（水晶片３）の振動特性を水晶検査端子８ｂによって検査するとともに、書込端子８ａから温度補償データを書き込んで温度補償型の表面実装発振器を完成させる。その後、不良品を排除して良品のみの金属カバー４に出所表示を含めて製品表示する。
特開２００７−１０４０３２号公報

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、表面実装発振器が完成して金属カバー４の表面に周波数等を含む製品表示をするまでは、金属カバー４側から見て上下左右が対称となる（第５図）。したがって、金属カバー４の被せられた表面実装発振器を冶具内に収容して発振特性を検査する際、表面実装発振器が長さ方向を逆向きにして冶具内に収容された場合は、方向性における正否の確認には困難な問題があった。

この場合、外底面の外部端子５の配列は決まっていて、例えば電源とアース端子とは対角方向に設定されている。したがって、表面実装発振器を逆向きにして収容されると、電源とアース端子間に逆電圧が印加されてＩＣチップ２に過大な電流を生じて特性劣化や破損を引き起こす。なお、通常では、他の外部端子５とは異なる形状とした外部端子５ｘを画像認識して、冶具内に収容される。しかし、画像認識不良等によって、実際には逆向きにして収容されることがある。

また、表面実装発振器の小型化が進行するほど、枠幅も狭くなって枠壁内に導電ペーストをＷ（タングステン）等としたビアホールを形成することが困難になる。また、形成できても断線や導通抵抗を大きくして、金属カバー４を確実にアース電位に接地できない問題も生じる。

（発明の目的）
本発明は金属カバー側からの方向性を確実に認識して、金属カバーを確実にアース電位に接地する表面実装発振器を提供することを目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、積層セラミックからなる容器本体内にＩＣチップと水晶片とを収容し、前記容器本体の外底面には前記ＩＣチップと電気的に接続した外部端子が設けられ、前記容器本体の開口端面には前記外部端子中のアース端子に電気的に接続した金属膜を有し、前記金属膜には金属カバーが接合して少なくとも前記水晶片を密閉封入し、前記金属カバー側から見た形状は矩形状として中心に対して点対称とした表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体の外側面には高さ方向に横断して形成された窪みを有し、前記窪みには前記金属膜及び前記アース端子に電気的に接続した導通膜が形成された構成とする。

このような構成であれば、積層セラミックからなる容器本体の外側面には高さ方向を横断する窪みを設けたので、金属カバーを接合後においても平面外形を非対称にし、特に長さ方向での方向性を確実に認識できる。これにより、測定冶具内に表面実装発振器を収容した後でも、金属カバー側から表面実装発振器の向きを確認できるので、ＩＣチップの特性劣化や破損を防止できる。

また、外側面に設けた窪みには開口端面の金属膜及び底面のアース端子に電気的に接続した導通膜が形成される。したがって、表面実装発振器の小型化が進行しても、金属カバーを確実にアース電位に接地できる。

（実施形態項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記容器本体の対向する一組の外側面には水晶振動子の検査端子を有し、又は及び前記容器本体の対向する他組の外側面には温度補償データの書込端子を有する。これらの場合でも、請求項１の構成によって、金属カバー側から見て非対称とした表面実装発振器を得られる。

第１図は本発明の一実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は一部破断の断面図、同図（ｂ）は金属カバー及び金属リングを除く平面図、同図（ｃ）は底面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

表面実装発振器は、前述したように、積層セラミックからなる容器本体１の内底面にフリップチップボンディングによるＩＣチップ２を、引出電極の延出した水晶片３の一端部両側を内壁段部に固着し、金属カバー４を被せて密閉封入してなる。容器本体１の外底面にはＩＣチップ２と電気的に接続した表面実装用の外部端子５を有する。また、開口端面には外部端子５中のアース端子とビアホールによって電気的に接続する金属膜６を有し、金属カバー４が接合されるシーム溶接用の金属リングがロウ付けされる。

ＩＣチップ２はこの例でも発振回路及び温度補償機構を集積化して、表面実装発振器を温度補償型とする。そして、ＩＣチップ２の一主面である回路機能面にはフリップチップボンディングされる水晶端子等を含むＩＣ端子を有し、電源、出力、アース及びＡＦＣ端子は積層面を経てこれらに対応した外部端子５に電気的に接続する。そして、温度補償データを書き込む書込端子８ａが容器本体１の外側面に設けられて、これに対応したＩＣ端子に接続する。この例でも専用の書込端子８ａは２個として長辺方向の対向する一組の外側面に設けられる。

水晶片３は引出電極の延出した一端部両側が導電性接着剤９等によって内壁段部の水晶端子に固着されて、ＩＣチップ２の水晶端子に電気的に接続する。ここでは、内壁段部の水晶端子は短辺方向の対向する他組の外側面にも水晶検査端子８ｂとして延出する。水晶検査端子８ｂ及び書込端子８ａは電気的短絡を防止するため、積層セラミックの最上位層及び最下位層を除いて形成される。

そして、容器本体１における一組の対向する外側面にはシート状基板の状態でスルーホール加工による前述した最上位層を残した窪み表面に書込端子８ａが設けられる。この実施形態では、一組の対向する外側面に設けた一方の書込端子８ａは長辺方向の一端側として、他方の書込端子８ａは前述同様に中央部とする。

そして、一組の対向する外側面のうちの一方の外側面には、同様のスルーホール加工によって、長辺方向の他端側に窪み１０が設けられて導通膜１１が形成される。ここでの窪み１０は、容器本体１の外側面の高さ方向を横断して形成される。要するに、一組の外側面には厚み方向を貫通した窪み（以下、貫通窪み１０とする）が設けられる。

そして、導通膜１１は、実装電極中のアース端子に図示しない導電路によって電気的に接続し、さらに金属カバー４が接合される開口端面の金属膜６に電気的に接続する。なお、容器本体１における他組の外側面には前述した最上位層を除いて窪みを有する水晶検査端子８ｂが設けられる。

このような構成であれば、金属カバー４が容器本体１の開口端面に接合された後でも、容器本体１の外側面に設けた貫通窪み１０が金属カバー側から見ても認識できる。そして、貫通窪み１０は、金属カバー４側から見たとき、矩形状を中心とした点対称を非対称とする（第２図）。

したがって、製品表示前である金属カバー４を被せた表面実装発振器を測定冶具に収容された後でも、貫通窪み１０を目安として表面実装発振器の特に長さ方向での方向性を認識できる。これにより、表面実装発振器が測定冶具内に逆方向に収容された場合は、例えば発振特性の測定を中止できてＩＣチップ２の特性劣化や破損を防止できる。そして、正しく収容された表面実装発振器のみの発振特性を測定できる。なお、この後、良品とした表面実装発振器の金属カバー４に印字等によって製品表示する。

また、この例では、貫通窪み１０には開口端面の金属膜６と外部端子５中のアース端子に接続する導通膜１１を形成する。したがって、表面実装発振器の小型化が促進して電極貫通孔７の導通度が損なわれても、導通膜１１によって金属膜６（金属カバー４）を確実にアース電位に接地できる。なお、ビアホールを排除して導通膜１１のみとしてもよいことは勿論である。

（他の事項）
上記実施形態では、水晶検査端子８ｂ及び書込端子８ａは最上位層を除いて窪みを有するとしたが、第３図に示したようにこれらの最上位層が窪みで貫通していても、本願発明での貫通窪み１０によって金属カバー４側から見て非対称とする。したがって、水晶検査端子８ｂ及び書込端子８ａをも窪みとして外側面を貫通してもよい。要するに、金属カバー４側から見て点対称となる形状の場合に適用できる。

また、貫通窪み１０は一箇所のみとしたが、複数個所に設けて非対称性をさらに認識しやすくすることもできる。そして、容器本体１は内壁段部を有する凹状としたが、例えば両主面側に凹部を有して一方に水晶片３を収容して密閉封入し、他方にＩＣチップ２を収容した場合でも同様に適用できる。

本発明の一実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は一部破断の断面図、同図（ｂ）は金属カバー及び金属リングを除く平面図、同図（ｃ）は底面図である。 本発明の一実施形態での表面実装発振器の平面図である。 本発明の他の適用例を説明する表面実装発振器の平面図である。 従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は一部破断の断面図、同図（ｂ）は金属カバー及び金属リングを除く平面図、同図（ｃ）は底面図である。 従来例での表面実装発振器の平面図である。

符号の説明

１ 容器本体、２ ＩＣチップ、３ 水晶片、４ 金属カバー、５ 外部端子、６ 金属膜、７ 電極貫通孔、８ａ 書込端子、８ｂ 水晶検査端子、９ 導電性接着剤、１０ 貫通窪み、１１ 導通膜、１２ バンプ。

Claims (2)

1. 積層セラミックからなる容器本体内にＩＣチップと水晶片とを収容し、前記容器本体の外底面には前記ＩＣチップと電気的に接続した外部端子が設けられ、前記容器本体の開口端面には前記外部端子中のアース端子に電気的に接続した金属膜を有し、前記金属膜には金属カバーが接合して少なくとも前記水晶片を密閉封入し、前記金属カバー側から見た形状は矩形状として中心に対して点対称とした表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体の外側面には高さ方向に横断して形成された窪みを有し、前記窪みには前記金属膜及び前記アース端子に電気的に接続した導通膜が形成された表面実装用の水晶発振器。
2. 請求項１において、前記容器本体の対向する一組の外側面には水晶振動子の検査端子を有し、又は及び前記容器本体の対向する他組の外側面には温度補償データの書込端子を有した表面実装用の水晶発振器。